模式是支撑教学的根本，文化是教学成功的关键
——第十二届文化课大赛科学组擂主守擂课《长度和时间的测量》赛后有感
青岛市崂山区物理教研员 徐海虹
各位老师大家好，我是青岛市崂山区初中物理教研员徐海虹，是2016年文化课大赛科学组的擂主。感谢谭老师、大会组委会提供给我这个机会和大家交流一下去年文化课大赛的感悟。
首先，这堂课离不开以青岛市初中物理王㺸老师为首的青岛市物理团队的支持。
在青岛市初中物理教研员王㺸老师的带领下研究教学模式二十多年，运用东西方文化、思想，创立了几百种不同的教学模式。
在此基础，王㺸老师将研究的各种教学模式进行整理，写成5部教学模式专著并出版，这五部专著分别为《小循环多反馈教学法》、《透镜式教学法》、《科学哲学与物理探究建模》、《中国古代科学家方法与物理探究建模》、《初中物理翻转课堂教学模式手册》。现在王老师正在进行心理学效应与物理探究建模的研究，准备形成第六本专著《心理学效应与物理探究建模》。
这堂课就是利用以上部分教学模式、教学方法进行设计整合而成。
一、赛前思考
赛前，当确定课题为“长度和时间的测量”时，并未感觉到困难有多大。为配合大赛主题，突出物理学科中的文化教学特点，从各种渠道搜集了大量的资料，足足二十多页。这才感受到简简单单的长度和时间中蕴藏着丰富的知识，包含着浓浓的文化底蕴。
如何将看似简单的课上出它的文化底蕴，将漫漫历史和科学发展有机结合在一起成为这堂课的思考点之一。
长度和时间的测量教学内容简单，学生小学就已经接触过，常规教学思路就是将原来杂乱、有缺陷的使用方法进行梳理细化形成正确的使用方法，进行应用解决生活实际问题，一般半小时就会结束教学内容。如何将简单的教学内容进行丰富，让学生从简单中学会知识、从玩耍中学会创造，将课堂教学丰满起来成为本堂课的第二个思考点。
教学模式是教学的框架，好的框架支撑是优秀课堂的关键，如何利用好青岛市的教学模式，让教学模式为我所用、让课堂教学更加适合学生的长期发展需求成为了第三个思考点。
带着上述问题，开启了最初的备课历程。
（一）首先确定以青岛市的“四层次五环节”中的“整-分-合-补-测五环节教学模式”为本节课的整体教学模式。
通过“整-分-合-补-测”五环节教学模式建立本节课的教学环节如下：
整：通过视频引入本节课的教学内容
分：本节课的内容分成2个小环节
分1：时间的测量
分2：长度的测量
合：小结长度和时间测量的知识点、科学方法
补：减小误差的方法
测：完成本堂课的课堂检测
其中在“分环节”中将教材的顺序进行颠倒，先进行时间的授课，将长度放在时间之后，这样可以留给授课老师更多的发挥空间，避免因课堂突发问题无法讲完课的情况发生。
（二）其次，确定整体模式之后，在整体模式基础上进行细化，将其他的教学模式和方法渗透在教学过程中，体现文化教学大赛的文化特色。
课堂中体现在一下几个方面中：
1．利用微课讲述时间和长度的发展历程。
备课过程中，收集到的有关时间和长度的资料多达三十多页，将相关资料进行整理之后，想要讲清楚需要花费接近20分钟时间，冲淡了本节课的教学主要内容。为此将相关资料制作形成微课，利用5分钟左右时间将两千多年以来的发展历程讲述清楚，缩短时间的同时激发学生的爱国热情的作用并未删减。
（投放两个微课）
2．古代科学家方法的渗透。
在大家的认识中各种科学方法、教学模式都是西方的研究成果，我们只是拿来为我所用。但是王㺸老师所作的研究表明，西方的这些科学方法、教学模式我们不仅有，而且进行使用并利用这些方法解决生活实际问题，发现相应科学规律要远比西方早得多。
让学生能够从物理学习中体会中华文化的博大精深、增强名族自豪感成为本节课的重要目标之一。
为此，我们深挖教材，在教学过程中渗透了西晋著名地理学家裴秀，东汉著名医学家华佗，北朝天文学家张子信、春秋时期著名思想家、政治家、科学家管仲，南北朝注明的冶金家碁毋怀文，东汉机械制造家杜诗六位古代科学家的探究模式，向学生以讲故事的形式让学生感受到中国古代文化的博大精深。
其实这几位古代科学家在他们的探究和创造过程中使用的就是现在我们物理中经常使用的缺点列举法、类比法、组合法、组合法、希望点列举法，对应现代的探究模式就是“缺点——规则探究模式”、 “类比——模仿探究模式”、 “比较——建构探究模式” 、 “比较——分类探究模式”、 “缺点——组合探究模式”和“希望点列举——组合探究模式”。
古代科学家的加入，使课堂内容丰富起来，也让学生在不知不觉中感到中华民族的伟大，民族自豪感油然而生，渗透德育目标。
在这里想要和各位老师说明一下：本节课中的所有古代科学家方法与建模方式均出自王㺸老师的专著《中国古代科学家方法与物理探究建模》一书中，此书共收录了138位古代科学家的180种探究模式，有兴趣的老师可以阅读一下，从中领略中国文化的博大精深。
3．巧妙运用心理学效应激发学生探究热情
近些年的教育教学中，由于升学压力等造成的学生厌学情绪有增无减，如何能够在课堂上调动学生的学习积极性，除了在教学内容上精心准备之外，我们还应当从心理学的角度激发学生的学习热情，变被动学习为主动探究。
首先给大家介绍一下灯塔效应：
看不到星星的夜晚，在漆黑的大海中航行的小船，可以依靠远处灯塔亮光的指引，顺利地向目的地进发。而学习没有目标会陷入一个迷茫的境地。给学生一个确定的目标可以引导学生向着正确的方向前进，避免无效功出现。就像航海过程中需要灯塔指引避免迷失方向一样。
利用灯塔的指引作用我们就可以建构出“灯塔——指引探究模式”在课堂总引导学生迅速解决问题。
在本堂课中“刻度尺的使用方法”就是利用了灯塔效应建构“灯塔——指引探究模式”的其应用的方式是：
提出问题：刻度尺应当如何使用
找到灯塔：使用过程中存在问题纠正，形成正确的使用方式
灯塔指引：回顾曾经学习过的“温度计的使用方法”，给学生一个明确的灯塔——模仿温度计的使用方法建构刻度尺的使用方法
解决问题：形成正确的使用方法，并利用正确的方法进行实际测量
在上述探究模式中，给学生一个明确目标，可以避免学生走弯路，或者“想到哪里说答哪里”，思维的逻辑性、目标性增强。同时在授课过程中加入“头脑风暴教学法”（头脑风暴法最早叫做集体思考法，是第一种创造技法。王㺸老师的第二本专著《透镜式教学法》中有相关介绍），加入小组竞争意识，让学生在竞争中思维紧张，充分体会到学习成功的愉悦感。
其次再给大家介绍一下墨菲效应：
美国工程师爱德华·墨菲在美国空军MX981实验中发现：尽管在之前曾经强调过加速度计的安放位置，但是实际操作过程中他的同事们还是有条不紊的将16个加速度计安放在了错误位置上。他总结出：人类是伴随错误成长的，不出错是不可能的，我们只能尽可能未雨绸缪，防患未然，让错误尽可能小。这就是墨菲效应。
同样，在教学过程中几乎每个知识点的教学都不像老师想象的那么简单，而且学生掌握起来一般比预想的时间要长，不论怎么讲，该出错的地方一定会出错，并且越担心出错的地方也就越容易出错。对此我们不但不能悲观，而应该积极应对。
首先，要承认教学过程就是一个学生不断出错而且必定会出错的过程。另外，我们虽然不能避免学生出错，但是可以尽可能通过一些办法，让学生出的错降到最少的程度。
这样，就形成了“友情提示-防患未然探究模式”。
在本堂课中，“使用刻度尺测量物体长度” 环节就是采用这一方法进行的，具体应用方法如下：
提出问题：请你利用所提供的刻度尺测量物理书的宽。
友情提示：刻度尺使用规则
防患未然：对照提示进行实验
解决问题：完成实验测量
青岛市研究心理学效应建模至今已经接近一年半的时间了，参与研究的过程中，我对这节课有了更新的认识和更好的处理方法。后面课堂实施过程中我会再进一步说明。
（三）教育的目标不仅仅在于教会学生知识，更重要的是让学生学会为我所用，最终达到创造提升的终极目标。在这堂课中我们朝着最终目标在努力。
鲁迅先生曾经说过：游戏是儿童最正当的行为，玩具是儿童的天使。
玩是一个孩子的天性，孩子们在玩的过程中学会的东西往往一生都不会忘记。在这堂课设计过程中，我们也在思考：是以练习的形式将生活常见问题解决并巩固学生的知识还是以其他形式让学生掌握时间和刻度尺的使用方法并能做到为我所用？
讨论之后，我们决定以“玩”的形式，让学生自己体会。我们给学生准备了锦囊（封闭的材料袋），锦囊中装有细线、纸片、铅笔、三角板、细铁丝等物品，让学生在玩耍中解决问题。利用刚才谈到的“灯塔——指引探究模式”，进行具体操作方法为：
提出问题：（投放课件图片）
找到灯塔：发放锦囊，学生动手操作
灯塔指引：小组谈经验和感受，找到解决问题的有效途径
解决问题：利用器材完成测量任务
每一次试讲孩子们给我的都是惊喜，尤其是在比赛过程中，孩子们的表现精彩至极！下面给大家播放的视频是赛课时孩子们在解决测量硬币直径过程中展示的一个方法：
视频中的这个孩子虽然不会用语言表达出他的方法，但是他能够通过动手解决这一问题。这个孩子虽然语言表达能力欠缺，但是动手能力强大，逻辑思维能力很强，有一定的迁移创造的能力。如果加以培养，很有可能成为发明家、科学家。
可见：孩子的潜力是无限的，需要我们给他们提供合适的机会和锻炼的时间。
经过一个多月的“备课、磨课、上课、细化、提升”之后，最终形成了上课稿。下面我和大家交流一下这堂课的课堂实施过程：
二、课堂实施
（一）整：视频引入本节课的课题。
能够引入课题的视频很多，为配合文化大赛文化教学的宗旨，我们选择了电视连续剧“郑和下西洋”中测量船速的一段，突出中国文化。
背景音乐的烘托之下，学生被庞大的船队震撼，被古人的聪明才智折服，顺利引入课题的同时，弘扬了中华民族精神。
（二）分
分一：时间的测量
利用孔子的话：“逝者如斯夫!不舍昼夜”谈古人感叹人生之短，需惜时。同时利用微课（视频已经播放过，序号4）展示教给学生使用秒表，利用秒表测量脉搏跳动十次的时间。
至此，学生对于时间有了一定的感受。但是这种感受没有触动作用，为加强对时间的感知，这里增加了时间轴，展示从宇宙大爆炸到现在的时间历程。
当时间轴展示完毕，全场安静下来，而此时出现的陶渊明的《杂诗》学生的叹息声让我至今难以忘怀。相信通过这堂课，他们会珍惜少年时。
分二：长度的测量
第一个小环节：刻度尺的使用
长度的测量也是利用微课展示从古至今东西方对于长度的研究和计量方式的演变过程（视频已经播放过，序号5），引出长度的单位和测量工具（小学早已接触，不必细讲）。
此部分知识小学是零散的、不规范的，利用几段小微课的加入让学生能够迅速理清思路，用正确的物理语言描述方法，利用“灯塔——指引探究模式”（前面已经讲过）并采用4位古代科学家的研究方法捋顺出刻度尺的使用方法和有关误差的知识。
第二个小环节：解决实际问题
学会刻度尺的使用方法之后，利用锦囊1的提示，进行实验探究（前面已经讲过），总结学生解决问题过程中所使用的碁毋怀文的“缺点——组合探究模式”，引发学生的创造发明的欲望。
如果今年再让我上这一堂课，我会使用心理学的欧费斯托原则“连续选择——再选择探究模式” 、帕金森定律“犯错示弱——纠错帮助探究模式”来处理，是课堂教学更加有效迅速。
欧费斯托原则：“连续选择——再选择探究模式”说明：
在说服一个人的时候，利用巧妙的说辞，可以让对方不得不接受你的建议。通常，可以通过一些类似于选择性的问题，设置暗示，让对方一开始就无法反对，快速进入到问题中来。这就是英国心理学家欧菲斯托提出的“欧菲斯托原则”.
例如：孩子在看电视，与用命令性语言说：“快关电视，去做功课！”，不如说“你是先吃饭还是先做功课”来得更有效。
欧费斯托原则具有强烈的暗示性。在教学过程中，往往会遇到一些对学生来说比较困难的问题，这是，我们就可以利用上述原则，通过将问题转换成选择性问题，从而让学生迅速融入问题之中，有利于问题的解决。这样，就形成了“连续选择-再选择探究模式”。
在这节课中可以这样来使用次探究模式：
提出问题：
第1次选择：如何选择合适的刻度尺，设置选项，让学生选择正确答案
第2次选择：刻度尺的摆放方法，设置选项，让学生选择正确答案
刻度尺的视线问题，设置选项，让学生选择正确答案
……
解决问题：形成正确的使用方法
这种处理方式可以有效解决学生初学时语言不准确的问题，可以迅速给学生一个正确的暗示，最终获得所需答案，顺利解决问题。比去年这堂课的解决方式更节约时间，可以让学生有更充足的时间进行发明创造。
另外，人生往往面临许多迫不得已的选择，也是我们教育教学的内在目标之一。通过欧菲斯托原则的运用，可以训练学生的选择与决策能力。
帕金森定律“犯错示弱——纠错帮助探究模式”说明：
“犯错示弱——纠错帮助探究模式”实际上包含帕金森定律、仰八脚效应（不完美效应、犯错误效应）、斗鸡博弈（示弱定律）三种心理学效应。
（1）帕金森定律：医学中有一种病叫做“帕金森”。其实组织机构也有类似现象，另外一个帕金森（英国历史学家）发现：一个不称职的领导有3条出路：一是让位，二是找一个能干的协助，三是用多个水平低的人当助手。一般选择三，由此形成机构臃肿、效率低下。
（2）仰八脚效应（不完美效应、犯错误效应）：近乎完美的人往往并不那么受人欢迎。而那些虽然优秀，但偶尔犯一些小错误的人，却更容易赢得人们的喜爱。例如越是优秀的孩子身边的朋友越少，选优时得票数会偏低。并不是因为这些孩子高傲，而是因为与其接触会有一种压迫感、自卑感，让普通人自动回避。反而成绩不是非常优异，偶多尔犯点小错误的孩子的朋友非常多，评优等活动得票数也相对较多。
（3）斗鸡博弈（示弱定律）：斗鸡的过程中，在没有交战之前，最强的斗鸡总是呈现出一副呆头呆脑的样子，以麻痹对手。当它和对手交战时，它不会死拼，而是进退有致，从而打败对手。
教师正向运用帕金森定律，若按第三种对学生不放心而禁锢思维，将形成课堂效率低下的帕金森症。因此，应该采取第一、二种办法，让位给学生、并充分发挥学生能力，不要怕他们超过自己。
但是，要想真正做到这一点，教师就要运用仰八脚效应和斗鸡博弈，故意犯错误、示弱，即有意识地、适当地呈现帕金森症。从而，把学习的主动权真正放手给学生，让学生成为课堂的主人。
这样，就形成了“犯错示弱-纠错帮助探究模式”。
在本堂课中可以应用“犯错示弱-纠错帮助探究模式”的地方就非常多。例如在刻度尺使用环节中我就可以这样来操作：
提出问题：我想要测量课本的宽
师犯错示弱：故意用刻度尺测量长
生纠错帮助：学生不断地给老师纠正错误、帮助老师。
解决问题：形成正确的刻度尺使用方法
这种教学的方式可以让学生自发地进入到课堂，形成真正的主人，让学生在老师“犯傻”的情况下“指挥”老师完成教学任务，做到放手给学生。但是这种放手不是真正的放手，在此过程中，教师的犯错示弱、故意装傻充楞实际上也是对课堂教学方向的一种把握。
“犯错示弱-纠错帮助探究模式”实行过程中要注意，教师要在该“傻”的时候“傻”，该清醒的时候清醒，一定注意度的把握。
第三个小环节：我是小小发明家
这部分是这堂课教学内容的提升，是课本中没有涉及的能力训练。
孩子们平日都是接触课本知识，书面练习居多，即使是动手实验也大都是按部就班，一步步进行的常规实验。创造性的实验在平日教学中几乎为0。
为使学生顺利进入创造发明状态，我先利用杜诗的故事启发学生有希望才会有改造的欲望，有希望才能激发创造热情，任何发明的产生都是源于人们的需求希望。
同时引导学生利用杜诗的“希望点列举——解决”探究模式进行最基本的创造发明方法学习。
以前期学生解决的实际问题为基础，采用“希望点列举——解决”探究模式引导学生创造发明，具体实行办法如下：
问题1：硬木刻度尺看不到后面的物体
希望：我希望看到刻度尺后的物体
解决：利用透明的物体制作刻度尺——透明塑料刻度尺
问题2：硬币周长无法直接测量
希望：我希望直接测出硬币周长
解决：利用软的物体制作刻度尺——软尺
问题3：硬币直径无法直接测量
希望：我希望直接测出硬币直径
解决：利用三角板和直尺组合制作新用途刻度尺——游标卡尺
同时在此给学生介绍世界上最早的游标卡尺——东汉王莽设计的游标卡尺。学生一听说最早的游标卡尺出自我国，比西方的游标卡尺的发明早了接近1700年时，掌声自发响起，民族自豪感油然而生！
解决完上述几个问题之后，又提出想要更多用途的刻度尺怎么办？
此时用上述希望点的解决方法行不通了，这时候以瑞士军刀为例，讲解了最普遍的发明方法之一——组合法，教给学生用组合的方式将看似不相关的两样物品如何有机组合在一起。学生深受启发，创造热情高涨，纷纷提出各种希望……
趁热打铁，发放锦囊2（锦囊中有透镜、双面胶、吹塑纸、塑料板、锯条、细线、夹子、纸条、彩色卡纸等）让学生自由组合进行创造发明。
课堂上虽然给学生的创作时间极短（不足2分钟），但是学生发明出了非常多的测量工具，热情极高。展示学生部分作品后，又将创造发明任务留在课后，期待学生能够有更多、更新奇的发明出现。
（三）合：小结本节课的知识、方法、古代科学家
（四）补：补充墨子的“时空论”，并告诉学生墨子的“时空论”与现代物理学中的空间观点是完全契合的，让学生再次感受中国古文化的博大精深。
同时将课首的测船速再次提出，告诉学生郑和七下西洋所到之处，同时向学生说明郑和的团队在第一次下西洋之前就已经掌握了准确测定船速的方法，这也是能够保证郑和能七下西洋，越走越远的保证之一。又一次让学生感叹中国之伟大，增强民族自豪感！
（五）测：检测学生学习成效
至此，完成整堂课的授课过程。
三、赛后反思
大赛过后，听课的老师和参赛的老师有很多与我们做交流，大家感觉到把文化与理科教学联系起来是一件神奇的事情。其实，纵观历史长河，东方文明和西方文明的发展是并行的。虽然现代西方的科学发展似乎强于东方，但是历史上我们东方文明的发展明显先于西方。历史的原因让我们的理科教材中充斥着西方强烈的文化色彩，导致我们的老师、学生都误认为课本上的理科知识都是西方传入中国的。我们的研究就是力图让大家重新感受一下东方文化，尤其是中国古代对于科学的贡献。我们重温历史的同时，去感受祖国曾经的强大，体会中国现在的成长，对中国的发展充满希望，对中国的强大充满信心。
我们应当有一个教育人自己追求的中国梦！更应当给学生一个强大的中国梦！
2017年，本次文化课大赛的主题是鲁迅“立人文化”，在教研员王㺸老师的带领下，青岛市也对鲁迅及绍兴文化进行了的研究。王㺸老师整理出6种鲁迅三兄弟的学术研究方法，9位绍兴古今科学家的学术研究方法，总结出了18种研究和解决问题的方法。研究的成果将会在此次大会中进行汇报，欢迎大家在报告后能够与我们相互探讨、共通有无。
此次，青岛市初中物理派出3位老师参加科学组的赛课，他们分别是青岛第26中学赵松老师的《动能》、青岛第53中学孙尧老师的《光的折射》、胶州市教研室金毅老师的《导体的电阻》。这三堂课将青岛市初中物理的科学探究建模、古代科学家方法建模、心理学效应与物理建模和鲁迅三兄弟及绍兴古今科学家学术研究方法的18中研究和解决问题的方法有机的结合在一起，相信会给大家奉献一场不一样的具有青岛特点、体现鲁迅“立人文化”特色的文化盛宴。欢迎大家前来听课、指导、交流，提出意见和建议。
青岛对于文化和理科教学融合的研究已经经历了一段时间，从中我们感受到文理的相互融合的愉悦。希望这次交流能让大家对文化教学有一个新的认识，更希望理科教师能够参与到文化教学中，体会文理交融的美妙！
最后，感谢大家的倾听和交流，欢迎大家能够提出宝贵的意见和建议。
